JPF | Volume 7 | Nomor 3 | 306

p - ISSN: 2302-8939

e - ISSN: 2527-4015

Jurnal Pendidikan Fisika

Universitas Muhammadiyah Makassar

Determining the Half Time and Analogy Constants of

Radioactive Decay on the Illustration Board of Radioactive

Decay with the Capacitor Filling and Discharging Method

Anggi Julvian Rachma1),Delia Achadina Putri2),Maria Ulfah3),Dandan Luhur Saraswati4)

Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Indraprasta PGRI Jakarta email: vhian.mathz@gmail.com

Abstract – Radioactive decay is one of the material to be learned students in the study of physics.

However, until now students only learn concepts through existing teaching materials. This is because, the

level of danger is very high if students have to deal with radioactive elements. So, it does not allow

students to experiment with decay directly. Through an illustration board of radioactive decay, students

can learn radioactive decay events by illustrating radioactive decay by capacitor filling and emptying

methods. In addition, through this props, students can determine the value of the decay constant and the

half-life of a radioactive substance. Based on the results of experiments using capacitors (C) of 4700 μF

and resistors (R) of 56 kΩ, the percentage of theoretical experimental data deviation is 2.63% for decay

constants, and 3.06% for half-life. This illustrates that there is no significant difference from the

theoretical experimental data. So, it can be concluded that the illustration board of radioactive decay is

suitable to be used as an illustration tool for radioactive decay events and determine the value of the

characteristics of radioactive decay (decay constant and half-life).

Keywords: Props, Radioactive Decay, Half-Life, Decay Constant

Menentukan Waktu Paruh dan Konstanta Analogi Peluruhan

Radioaktif pada Illustration Board of Radioactive Decay

dengan Metode Pengisian dan Pengosongan Kapasitor

Abstrak – Peluruhan radioaktif merupakan salah satu materi yang harus dipelajari siswa dalam bidang

studi fisika. Namun, sampai saat ini siswa hanya mempelajari konsep melalui bahan ajar yang ada. Hal

tersebut dikarenakan, tingkat bahaya yang sangat tinggi jika siswa harus berhadapan dengan unsur

radioaktif. Sehingga, tidak memungkinkan siswa melakukan percobaan peluruhan secara langsung.

Melalui alat illustration board of radioactive decay, maka siswa dapat mempelajari peristiwa peluruhan

radioaktif melalui pengilustrasian peluruhan radioaktif dengan metode pengisian dan pengosongan

kapasitor. Selain itu, melalui alat peraga ini siswa dapat menentukan nilai konstanta peluruhan dan

waktu paruh dari suatu zat radioaktif. Berdasarkan hasil percobaan dengan menggunakan kapasitor (C)

sebesar 4700 μF dan resistor (R) sebesar 56 kΩ, diperoleh persentase penyimpangan data percobaan

dengan teoritis sebesar 2,63% untuk konstanta peluruhan, dan 3,06% untuk waktu paruh. Hal tersebut

menggambarkan bahwa tidak terdapat perbedaan yang signifikan dari data hasil percobaan dengan

teoritis. Sehingga, dapat disimpulkan bahwa alat illustration board of radioactive decay cocok untuk

dijadikan alat ilustrasi peristiwa peluruhan radioaktif dan menentukan nilai karakteristik peluruhan

radioaktif (konstanta peluruhan dan waktu paruh).

Kata kunci: Alat Peraga, Peluruhan Radioaktif, Waktu Paruh, Konstanta Peluruhan

JPF | Volume 7 | Nomor 3 | 307

p - ISSN: 2302-8939

e - ISSN: 2527-4015

I. PENDAHULUAN

Mata pelajaran fisika merupakan salah

satu mata pelajaran yang diajarkan di jenjang

sekolah menengah atas dan bertujuan untuk

mendidik siswa agar mampu

mengembangkan kemampuan observasi dan

eksperimentasi siswa. Hal ini didasari oleh

tujuan mata pelajaran fisika yang disusun

oleh Departemen Pendidikan Nasional, yakni

mengamati, memahami, dan memanfaatkan

gejala-gejala alam yang melibatkan zat

(materi) dan energi (Depdiknas, 2004 : 2).

Kemampuan observasi dan eksperimentasi di

sini lebih ditekankan pada melatih

kemampuan berpikir eksperimental yang

mencakup tata laksana percobaan dengan

mengenal peralatan yang digunakan dalam

pengukuran baik di dalam laboratorium

maupun di alam sekitar kehidupan siswa.

Namun, tujuan tersebut tidak selalu berjalan

semestinya dikarenakan kenyataan di

lapangan terdapat beberapa konsep fisika

yang tidak dapat dilakukan percobaan secara

langsung, baik diakibatkan karena

keterbatasan panca indra yang kita miliki atau

tingkat keamanan yang sangat rendah. Salah

satu konsep fisika yang tidak dapat dilakukan

percobaan secara langsung, yaitu

radioaktivitas.

Radioaktivitas adalah salah satu konsep

fisika yang mempelajari terkait suatu unsur

yang tidak stabil. Salah satu sub konsep yang

dipelajarinya yaitu peluruhan radioaktif.

Peluruhan radioaktif adalah peristiwa dimana

sebuah inti atom yang tidak stabil kehilangan

energi (berupa massa dalam diam) dengan

melepaskan emisi partikel, sehingga

membentuk kestabilan baru. Besarnya

radioaktivitas unsur radioaktif (radionuklida)

ditentukan oleh konstanta peluruhan (λ) dan

waktu paruh (𝑡12⁄ ). Dalam mempelajari

konsep ini diperlukan pemahaman yang

sangat tinggi karena konsep radioaktivitas

merupakan salah satu konsep yang abstrak.

Salah satu cara mempermudah siswa

memahami konsep yang abstrak, yaitu

melalui percobaan secara langsung. Namun,

untuk konsep radioaktivitas tidak dapat

dilakukan percobaan secara langsung. Hal

tersebut dikarenakan tingkat bahaya yang

sangat tinggi jika siswa harus berhadapan

langsung dengan unsur radioaktif. Oleh sebab

itu, dibuatlah sebuah alat bernama illustration

board of radioactive decay. Sebuah alat yang

menerapkan konsep pengisian dan

pengosongan kapasitor untuk

mengilustrasikan konsep peluruhan

radioaktivitas. Selain untuk mengilustrasikan

konsep peluruhan radioaktivitas, alat tersebut

juga dapat digunakan untuk mencari

konstanta peluruhan radioaktif dan waktu

paruh.

Pada penelitian ini, peneliti akan

menentukan nilai waktu paruh dan konstanta

analogi peluruhan radioaktif pada alat

illustration board of radioactive decay serta

membuktikan bahwa tidak terdapat

JPF | Volume 7 | Nomor 3 | 308

p - ISSN: 2302-8939

e - ISSN: 2527-4015

berbedaan yang signifikan antara hasil

percobaan dengan hasil perhitungan konsep.

Adapun rumusan masalah dari penelitian

yaitu apakah alat peraga illustration board of

radioactive decay dengan metode pengisian

dan pengosongan kapasitor dapat

menggambarkan karakteristik analogi

peluruhan radioaktif (waktu paruh dan

konstanta peluruhan)?

II. LANDASAN TEORI

Terdapat beberapa ahli yang

mengungkapkan pendapatnya terkait

pengertian konsep peluruhan radioaktif,

diantaranya yaitu Krane (dalam Sasongko,

2010: 23), radioaktivitas adalah perubahan

keadaan inti atom secara spontan yang

disertai radiasi berupa partikel dan/atau

gelombang elektromagnetik. Sedangkan

menurut Faisal (2009: 71), radioaktivitas

adalah kemampuan inti atom memancarkan

radiasi menjadi inti stabil. Berdasarkan

pengertian tersebut, dapat kita tarik

kesimpulan bahwa peluruhan radioaktif

merupakan peristiwa dimana sebuah inti

atom yang tidak stabil kehilangan energi

(berupa massa dalam diam) dengan

melepaskan emisi partikel, seperti partikel

alfa, beta, positron, dan sinar gamma,

sehingga membentuk kestabilan baru.

Swandi (2015: 21) mengungkapkan

bahwa aktivitas zat radioaktif merupakan laju

peluruhan inti radioakif. Semakin besar

aktivitas, semakin banyak inti yang meluruh

per satuan waktu. Dimana aktivitas (𝐴)

merupakan perubahan jumlah (pengurangan)

inti radioaktif yang meluruh setiap satuan

waktu. Ketika sampel meluruh, jumlah

intinya berkurang sebanyak 𝑁. Besarnya

aktivitas zat radioaktif ditentukan oleh

konstanta peluruhan (λ) yang menyatakan

laju peluruhan tiap detik dan waktu paruh

(𝑡12⁄ ). Secara matematis dapat dinyatakan

sebagai berikut: (Khaerani, 2007: 38)

𝑁𝑡 = 𝑁0𝑒−𝜆𝑡 ………… (1)

dengan mengalikan kedua ruas dengan λ,

maka diperoleh:

𝐴𝑡 = 𝐴0𝑒−𝜆𝑡 ………… (2)

Pada tahun 1897, seorang ilmuwan

Polandian yaitu Maria Curie dapat

mengilustrasikan teori radioaktivitas melalui

percobaan pengosongan dua keping sejajar

(kapasitor). Maria Curie menganggap arus

yang muncul pada proses pengosongan

kapasitor tersebut merupakan indikator

tingkat aktivitas suatu zat radioaktif.

Sedangkan, jumlah muatan yang tersimpan

dalam kapasitor dapat diilustrasikan sebagai

jumlah partikel radioaktif yang meluruh.

Oleh sebab itu, persamaan yang terdapat pada

proses pengosongan kapasitor dapat

diilustrasikan sebagai persamaan

radioaktivitas, yaitu:

𝐼𝑡 = 𝐼0𝑒−𝑡𝑅𝐶⁄ ………… (3)

Jika dibandingkan antara persamaan (2)

dengan (3), maka diperoleh bahwa 𝐴𝑡 = 𝐼𝑡,

𝐴0 = 𝐼0, dan 𝜆 =1

𝑅𝐶.

JPF | Volume 7 | Nomor 3 | 309

p - ISSN: 2302-8939

e - ISSN: 2527-4015

Waktu paruh merupakan waktu yang

dibutuhkan suatu zat radioaktif untuk

meluruhkan jumlah partikelnya menjadi

setengah dari jumlah partikel mula-mula.

Maka waktu paruh dapat ditentukan dengan

menggunakan persamaan:

𝑡12⁄ =

ln 2

𝜆 (4)

III. METODE PENELITIAN

Penelitian dilaksanakan pada bulan

Oktober – November 2018 di Laboratorium

Fisika Universitas Indraprasta PGRI Jakarta

yang beralamat di Jalan Nangka No. 58C

Tanjung Barat, Jagakarsa, Jakarta Selatan.

Penelitian ini menggunakan metode

eksperimen dengan membuat alat percobaan

pengisian dan pengosongan kapasitor untuk

mengilustrasikan peristiwa peluruhan zat

radioaktif dan mencari waktu paruh serta

konstanta analogi peluruhan radioaktif.

Tehnik penelitian yaitu

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian

4.1 Data Percobaan

Tabel 1. Data Pendukung

Nilai Terukur

Tegangan Baterai (Vs) 9 Volt 9,64 Volt

Resistor (R) 56 KΩ 55,8 KΩ

Kapasitor (C) 4700 μF, 16 Volt

Tabel 2. Data Percobaan

𝑽𝒐 = 𝑽𝒄 (volt)

𝒊𝒐

(ampere)

𝑸𝒐

(coulomb)

𝟗, 𝟏𝟎 1,611 × 10−4 4,277 × 10−2

Studi Literatur dan

Peracangan Kegiatan

Eksperimen

Pembuatan Alat

Pengujian Alat

Berfungsi Tidak

Berfungsi

Pengambilan Data

Penyajian dan

Analisis Data

Kesimpulan

JPF | Volume 7 | Nomor 3 | 310

p - ISSN: 2302-8939

e - ISSN: 2527-4015

No t

(detik)

Percobaan Hitungan

𝑽𝒕 (volt)

𝒊𝒕 (ampere)

𝑽𝒕 (volt)

𝒊𝒕 (ampere)

𝑸𝒕 (coulomb)

1 10 8,73 1,53 × 10−4 8.76 1,55 × 10−4 0.0412

2 20 8,41 1,47 × 10−4 8.43 1,49 × 10−4 0.0396

3 30 8,10 1,41 × 10−4 8.12 1,44 × 10−4 0.0381

4 40 7,80 1,36 × 10−4 7.81 1,38 × 10−4 0.0367

5 50 7,50 1,31 × 10−4 7.52 1,33 × 10−4 0.0353

6 60 7,22 1,24 × 10−4 7.24 1,28 × 10−4 0.0340

7 70 6,94 1,20 × 10−4 6.97 1,23 × 10−4 0.0328

8 80 6,69 1,17 × 10−4 6.71 1,19 × 10−4 0.0315

9 90 6,44 1,11 × 10−4 6.46 1,14 × 10−4 0.0303

10 100 6,20 1,07 × 10−4 6.22 1,10 × 10−4 0.0292

11 110 5,97 1,04 × 10−4 5.98 1,06 × 10−4 0.0281

12 120 5,74 1,01 × 10−4 5.76 1,02 × 10−4 0.0271

13 130 5,53 0,96 × 10−4 5.54 0,98 × 10−4 0.0261

14 140 5,33 0,93 × 10−4 5.34 0,94 × 10−4 0.0251

15 150 5,13 0,91 × 10−4 5.14 0,91 × 10−4 0.0241

16 160 4,94 0,88 × 10−4 4.94 0,88 × 10−4 0.0232

17 170 4,76 0,82 × 10−4 4.76 0,84 × 10−4 0.0224

18 180 4,59 0,79 × 10−4 4.58 0,81 × 10−4 0.0215

19 190 4,42 0,76 × 10−4 4.41 0,78 × 10−4 0.0207

20 200 4,26 0,73 × 10−4 4.24 0,75 × 10−4 0.0200

21 210 4,10 0,70 × 10−4 4.09 0,72 × 10−4 0.0192

22 220 3,95 0,68 × 10−4 3.93 0,70 × 10−4 0.0185

23 230 3,81 0,65 × 10−4 3.79 0,67 × 10−4 0.0178

24 240 3,66 0,61 × 10−4 3.64 0,64 × 10−4 0.0171

25 250 3,53 0,60 × 10−4 3.51 0,62 × 10−4 0.0165

26 260 3,40 0,58 × 10−4 3.38 0,60 × 10−4 0.0159

27 270 3,28 0,57 × 10−4 3.25 0,58 × 10−4 0.0153

28 280 3,16 0,55 × 10−4 3.13 0,55 × 10−4 0.0147

29 290 3,04 0,54 × 10−4 3.01 0,53 × 10−4 0.0142

30 300 2,93 0,53 × 10−4 2.90 0,51 × 10−4 0.0136

31 310 2,82 0,51 × 10−4 2.79 0,49 × 10−4 0.0131

32 320 2,71 0,49 × 10−4 2.69 0,48 × 10−4 0.0126

33 330 2,61 0,47 × 10−4 2.59 0,46 × 10−4 0.0122

34 340 2,52 0,45 × 10−4 2.49 0,44 × 10−4 0.0117

35 350 2,42 0,43 × 10−4 2.40 0,42 × 10−4 0.0113

36 360 2,33 0,42 × 10−4 2.31 0,41 × 10−4 0.0108

37 370 2,24 0,39 × 10−4 2.22 0,39 × 10−4 0.0104

38 380 2,16 0,38 × 10−4 2.14 0,38 × 10−4 0.0100

39 390 2,08 0,36 × 10−4 2.06 0,36 × 10−4 0.0097

40 400 2,01 0,35 × 10−4 1.98 0,35 × 10−4 0.0093

41 410 1,93 0,33 × 10−4 1.91 0,34 × 10−4 0.0090

42 420 1,86 0,32 × 10−4 1.83 0,32 × 10−4 0.0086

43 430 1,79 0,31 × 10−4 1.77 0,31 × 10−4 0.0083

44 440 1,73 0,30 × 10−4 1.70 0,30 × 10−4 0.0080

45 450 1,66 0,29 × 10−4 1.64 0,29 × 10−4 0.0077

46 460 1,60 0,28 × 10−4 1.58 0,28 × 10−4 0.0074

47 470 1,54 0,27 × 10−4 1.52 0,27 × 10−4 0.0071

JPF | Volume 7 | Nomor 3 | 311

p - ISSN: 2302-8939

e - ISSN: 2527-4015

48 480 1,48 0,26 × 10−4 1.46 0,26 × 10−4 0.0069

49 490 1,43 0,25 × 10−4 1.40 0,25 × 10−4 0.0066

50 500 1,38 0,24 × 10−4 1.35 0,24 × 10−4 0.0064

51 510 1,33 0,23 × 10−4 1.30 0,23 × 10−4 0.0061

52 520 1,28 0,22 × 10−4 1.25 0,22 × 10−4 0.0059

53 530 1,22 0,22 × 10−4 1.21 0,21 × 10−4 0.0057

54 540 1,18 0,21 × 10−4 1.16 0,21 × 10−4 0.0055

55 550 1,15 0,20 × 10−4 1.12 0,20 × 10−4 0.0053

56 560 1,10 0,19 × 10−4 1.08 0,19 × 10−4 0.0051

57 570 1,06 0,19 × 10−4 1.04 0,18 × 10−4 0.0049

58 580 1,01 0,18 × 10−4 1.00 0,18 × 10−4 0.0047

59 590 0,98 0,17 × 10−4 0.96 0,17 × 10−4 0.0045

60 600 0,95 0,17 × 10−4 0.92 0,16 × 10−4 0.0043

61 610 0,91 0,16 × 10−4 0.89 0,16 × 10−4 0.0042

62 620 0,88 0,16 × 10−4 0.86 0,15 × 10−4 0.0040

63 630 0,84 0,15 × 10−4 0.82 0,15 × 10−4 0.0039

64 640 0,80 0,15 × 10−4 0.79 0,14 × 10−4 0.0037

65 650 0,78 0,14 × 10−4 0.76 0,14 × 10−4 0.0036

66 660 0,75 0,13 × 10−4 0.73 0,13 × 10−4 0.0035

67 670 0,71 0,13 × 10−4 0.71 0,12 × 10−4 0.0033

68 680 0,69 0,13 × 10−4 0.68 0,12 × 10−4 0.0032

69 690 0,67 0,12 × 10−4 0.66 0,12 × 10−4 0.0031

70 700 0,65 0,12 × 10−4 0.63 0,11 × 10−4 0.0030

71 710 0,63 0,11 × 10−4 0.61 0,11 × 10−4 0.0029

72 720 0,60 0,11 × 10−4 0.58 0,10 × 10−4 0.0027

73 730 0,58 0,10 × 10−4 0.56 0,10 × 10−4 0.0026

74 740 0,56 0,10 × 10−4 0.54 0,10 × 10−4 0.0025

75 750 0,54 0,09 × 10−4 0.52 0,09 × 10−4 0.0024

76 760 0,51 0,09 × 10−4 0.50 0,09 × 10−4 0.0024

77 770 0,49 0,09 × 10−4 0.48 0,09 × 10−4 0.0023

78 780 0,48 0,08 × 10−4 0.46 0,08 × 10−4 0.0022

79 790 0,46 0,08 × 10−4 0.45 0,08 × 10−4 0.0021

80 800 0,44 0,08 × 10−4 0.43 0,08 × 10−4 0.0020

81 810 0,42 0,08 × 10−4 0.41 0,07 × 10−4 0.0019

82 820 0,40 0,07 × 10−4 0.40 0,07 × 10−4 0.0019

83 830 0,39 0,07 × 10−4 0.38 0,07 × 10−4 0.0018

84 840 0,38 0,07 × 10−4 0.37 0,07 × 10−4 0.0017

85 850 0,37 0,07 × 10−4 0.36 0,06 × 10−4 0.0017

86 860 0,36 0,06 × 10−4 0.34 0,06 × 10−4 0.0016

87 870 0,35 0,06 × 10−4 0.33 0,06 × 10−4 0.0016

88 880 0,33 0,06 × 10−4 0.32 0,06 × 10−4 0.0015

89 890 0,32 0,06 × 10−4 0.31 0,05 × 10−4 0.0014

90 900 0,31 0,05 × 10−4 0.29 0,05 × 10−4 0.0014

91 910 0,30 0,05 × 10−4 0.28 0,05 × 10−4 0.0013

92 920 0,29 0,05 × 10−4 0.27 0,05 × 10−4 0.0013

93 930 0,27 0,05 × 10−4 0.26 0,05 × 10−4 0.0012

94 940 0,26 0,05 × 10−4 0.25 0,04 × 10−4 0.0012

95 950 0,25 0,05 × 10−4 0.24 0,04 × 10−4 0.0011

96 960 0,24 0,04 × 10−4 0.23 0,04 × 10−4 0.0011

97 970 0,24 0,04 × 10−4 0.23 0,04 × 10−4 0.0011

JPF | Volume 7 | Nomor 3 | 311

p - ISSN: 2302-8939

e - ISSN: 2527-4015

JPF | Volume 7 | Nomor 3 | 312

p - ISSN: 2302-8939

e - ISSN: 2527-4015

98 980 0,23 0,04 × 10−4 0.22 0,04 × 10−4 0.0010

99 990 0,23 0,04 × 10−4 0.21 0,04 × 10−4 0.0010

100 1000 0,22 0,04 × 10−4 0.20 0,04 × 10−4 0.0009

101 1010 0,21 0,04 × 10−4 0.19 0,03 × 10−4 0.0009

102 1020 0,20 0,03 × 10−4 0.19 0,03 × 10−4 0.0009

103 1030 0,19 0,03 × 10−4 0.18 0,03 × 10−4 0.0008

104 1040 0,19 0,03 × 10−4 0.17 0,03 × 10−4 0.0008

105 1050 0,18 0,03 × 10−4 0.17 0,03 × 10−4 0.0008

106 1060 0,17 0,03 × 10−4 0.16 0,03 × 10−4 0.0008

107 1070 0,17 0,03 × 10−4 0.15 0,03 × 10−4 0.0007

108 1080 0,16 0,03 × 10−4 0.15 0,03 × 10−4 0.0007

109 1090 0,15 0,03 × 10−4 0.14 0,02 × 10−4 0.0007

110 1100 0,15 0,03 × 10−4 0.14 0,02 × 10−4 0.0006

111 1110 0,15 0,02 × 10−4 0.13 0,02 × 10−4 0.0006

112 1120 0,14 0,02 × 10−4 0.13 0,02 × 10−4 0.0006

113 1130 0,14 0,02 × 10−4 0.12 0,02 × 10−4 0.0006

114 1140 0,13 0,02 × 10−4 0.12 0,02 × 10−4 0.0006

115 1150 0,13 0,02 × 10−4 0.11 0,02 × 10−4 0.0005

116 1160 0,13 0,02 × 10−4 0.11 0,02 × 10−4 0.0005

117 1170 0,12 0,02 × 10−4 0.11 0,02 × 10−4 0.0005

118 1180 0,12 0,02 × 10−4 0.10 0,02 × 10−4 0.0005

119 1190 0,12 0,02 × 10−4 0.10 0,02 × 10−4 0.0005

120 1200 0,11 0,01 × 10−4 0.09 0,02 × 10−4 0.0004

4.2. Analisis Data

Persentase penyimpangan data hasil

percobaan dengan data hasil hitungan (teori)

Tegangan (𝑽𝒕)

𝑉10(𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖) = 8,76 𝑉𝑜𝑙𝑡

𝑉10(𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑏𝑎𝑎𝑛) = 8,73 𝑉𝑜𝑙𝑡

%𝑑𝑖𝑓 = |8,73 − 8,76

8,76| × 100%

%𝑑𝑖𝑓 = |0,03

8,76| × 100%

%𝑑𝑖𝑓 = 0,34%

⋯ ⋯ ⋯

lakukan dengan cara yang sama sampai data

ke – n, seperti pada tabel

⋯ ⋯ ⋯

Persentase Rata-Rata Penyimpangan Data

%𝑑𝑖𝑓 =∑ %𝑑𝑖𝑓

𝑛

%𝑑𝑖𝑓 =0,34% + 0,26% + ⋯ + 17,36%

120

%𝑑𝑖𝑓 = 3,60%

Kuat Arus (𝒊𝒕)

𝑖10(𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖)= 1,55 × 10−4 𝐴

𝑖10(𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑏𝑎𝑎𝑛) = 1,53 × 10−4 𝐴

%𝑑𝑖𝑓 = |(1,53 − 1,55) × 10−4

1,55 × 10−4 | × 100%

%𝑑𝑖𝑓 = |0,02

1,55| × 100%

%𝑑𝑖𝑓 = 1,29%

⋯ ⋯ ⋯

lakukan dengan cara yang sama sampai data

ke – n, seperti pada tabel

⋯ ⋯ ⋯

Persentase Rata-Rata Penyimpangan Data

%𝑑𝑖𝑓 =∑ %𝑑𝑖𝑓

𝑛

%𝑑𝑖𝑓 =1,29% + 1,34% + ⋯ + 50,00%

120

%𝑑𝑖𝑓 = 3,60% Menentukan Konstanta Peluruhan dan

Waktu Paruh

JPF | Volume 7 | Nomor 3 | 313

p - ISSN: 2302-8939

e - ISSN: 2527-4015

Konstanta Peluruhan

𝜆 =1

𝑅𝐶

𝜆 =1

(5,58 × 104)(4,7 × 10−3)

𝜆 =1

262,26

𝜆 = 0,0038

Waktu Paruh

𝑡12⁄ =

ln 2

𝜆

𝑡12⁄ =

0,69

0,0038

𝑡12⁄ = 181,78 𝑠

4.3. Analisis Grafik Percobaan

1. Grafik untuk Data Percobaan

Gambar 1. Tegangan pada Kapasitor (𝑉𝑡)

terhadap Waktu (t)

Gambar 2. Kuat Arus pada Rangkaian (𝑖𝑡)

terhadap Waktu (t)

2. Grafik untuk Data Perhitungan

Gambar 3. Tegangan pada Kapasitor (𝑉𝑡)

terhadap Waktu (t)

Gambar 4. Kuat Arus pada Rangkaian (𝑖𝑡)

terhadap Waktu (t)

Gambar 5. Muatan pada Kapasitor (𝑄𝑡)

terhadap Waktu (t)

Pada Grafik 1 menunjukkan hubungan

antara besar tegangan yang diperoleh

berdasarkan percobaan terhadap perubahan

waktu. Pada grafik tersebut terdapat

persamaan 𝑉𝑡 = 9,2159𝑒−0,0037𝑡 dan 𝑅2 =

0,9996. Dimana, angka 9,2159 pada

persamaan 𝑉𝑡 = 9,2159𝑒−0,0037𝑡 merupakan

tegangan awal (Vo) yang diperoleh dari grafik

Vt = 9.2159 e – 0.0037 t

R² = 0.9996

0

2

4

6

8

10

0

80

160

240

320

400

480

560

640

720

800

880

960

1040

1120

1200

Vt

(Vo

lt)

t (sekon)

GrafikTegangan (Vt ) terhadap Waktu (t)

it = 1.6512 e – 0.0038 t

R² = 0.9971

0

0,5

1

1,5

2

0

80

160

240

320

400

480

560

640

720

800

880

960

1040

1120

1200

i t(×

10−4

Am

per

e)

t (sekon)

GrafikKuat Arus (it ) terhadap Waktu (t)

Vt = 9.4537 e – 0.0038 t

R² = 1

0

2

4

6

8

10

0

80

160

240

320

400

480

560

640

720

800

880

960

1040

1120

1200

Vt

(Vo

lt)

t (sekon)

GrafikTegangan (Vt ) terhadap Waktu (t)

it = 1.6736 e – 0.0038 t

R² = 1

0

0,5

1

1,5

2

0

80

160

240

320

400

480

560

640

720

800

880

960

1040

1120

1200

i t(×

10−4

Am

per

e)

t (sekon)

GrafikKuat Arus (it ) terhadap Waktu (t)

Qt = 4.4432 e – 0.0038 t

R² = 1

0

2

4

6

0

70

14

0

21

0

28

0

35

0

42

0

49

0

56

0

63

0

70

0

77

0

84

0

91

0

98

0

10

50

11

20

11

90

Qt

(×1

0−

2 C

ou

lom

b)

t (sekon)

GrafikMuatan Kapasitor (Qt ) terhadap

Waktu (t)

JPF | Volume 7 | Nomor 3 | 314

p - ISSN: 2302-8939

e - ISSN: 2527-4015

untuk data percobaan. Sedangkan, angka

0,0037 pada persamaan 𝑉𝑡 =

9,2159𝑒−0,0037𝑡 merupakan konstanta

peluruhan (λ) yang diperoleh dari grafik

untuk data percobaan. Sementara itu, angka

0,9996 pada persamaan 𝑅2 = 0,9996

merupakan tingkat ketepatan grafik

berdasarkan data dengan grafik seharusnya.

Begitu juga sama halnya dengan keempat

grafik lainnya.

Berdasarkan data yang diperoleh dari

grafik, tingkat ketepatan grafik untuk kelima

grafik sangatlah tinggi karena rata-rata

kelima grafik memiliki angka hampir

mendekati 1 untuk tingkat ketepatan grafik.

Bahwa terdapat tiga grafik yang nilai

ketepatan grafiknya bernilai 1. Selain itu, kita

juga dapat menghitung persentase

penyimpangan data konstanta peluruhan dan

waktu paruh dari hasil percobaan dengan

hasil hitungan (teoritis).

Persentase penyimpangan konstanta

peluruhan dari hasil percobaan dengan hasil

hitungan (teoritis).

𝜆(𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖) = 0,0038

𝜆(𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑏𝑎𝑎𝑛) = 0,0037 (data diperoleh

dari Grafik 1.a)

%𝑑𝑖𝑓 = |𝜆(𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑏𝑎𝑎𝑛) − 𝜆(𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖)

𝜆(𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖)| × 100%

%𝑑𝑖𝑓 = |0,0037 − 0,0038

0,0038| × 100%

%𝑑𝑖𝑓 = |0,0001

0,0038| × 100%

%𝑑𝑖𝑓 = 2,63%

Dari hasil perhitungan tersebut, diperoleh

angka 2,63% yang artinya tingkat

penyimpangan data sangat kecil atau tidak

terdapat perbedaan yang signifikan antara

data yang diperoleh dari percobaan dengan

teoritis untuk konstanta peluruhan.

Persentase penyimpangan waktu paruh

dari hasil percobaan dengan hasil hitungan

(teoritis).

𝑡12⁄

(𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖)= ln 2

0,0038⁄ = 181,78 𝑠

𝑡12⁄

(𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑏𝑎𝑎𝑛)= ln 2

0,0037⁄ = 187,34 𝑠

%𝑑𝑖𝑓 = |

𝑡12⁄

(𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑏𝑎𝑎𝑛)− 𝑡1

2⁄(𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖)

𝑡12⁄

(𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖)

|

× 100%

%𝑑𝑖𝑓 = |187,34 − 181,78

181,78| × 100%

%𝑑𝑖𝑓 = |5,56

181,78| × 100%

%𝑑𝑖𝑓 = 3,06%

Dari hasil perhitungan tersebut,

diperoleh angka 3,06% yang artinya tingkat

penyimpangan data sangat kecil atau tidak

terdapat perbedaan yang signifikan antara

data yang diperoleh dari percobaan dengan

teoritis untuk waktu paruh.

B. Pembahasan

Percobaan kali ini akan dilakukan

pengilustrasian peristiwa peluruhan zat

radioaktif dengan metode pengisian dan

pengosongan kapasitor. Alat peraga yang

gunakan untuk melakukan percobaan ini

bernama illustration board of radioactive

decay. Alat ini berfungsi untuk

JPF | Volume 7 | Nomor 3 | 315

p - ISSN: 2302-8939

e - ISSN: 2527-4015

mengilustrasikan peristiwa peluruhan zat

radioaktif dengan metode pengisian dan

pengosongan kapasitor. Dimana, arus yang

mengalir pada rangkaian saat pengosongan

kapasitor diilustrasikan sebagai aktifitas zat

radioaktif. Sedangkan, muatan yang

tersimpan pada kapasitor diilustrasikan

sebagai massa zat radioaktif yang belum

meluruh. Namun, pada percobaan kali ini

lebih terfokus pada penentuan waktu paruh

dan konstanta analogi peluruhan radioaktif

pada alat peraga illustration board of

radioactive decay.

Berdasarkan hasil percobaan, didapatkan

angka 0,0037 – 0,0038 untuk konstanta

analogi peluruhan radioaktif pada alat peraga

illustration board of radioactive decay.

Angka tersebut dapat dilihat pada persamaan

di grafik percobaan. Sedangkan secara

teoritis, nilai konstanta peluruhan dapat

dihitung melalui persamaan 𝜆 =1

𝑅𝐶, dimana λ

adalah konstanta peluruhan, R adalah nilai

hambatan yang digunakan, dan C adalah nilai

kapasitor yang digunakan. Jika dihitung

berdasarkan nilai R dan C yang digunakan

pada alat peraga, maka diperoleh nilai

konstanta peluruhan sebesar 0,003813

(dibulatkan 0,0038). Berdasarkan dua data

tersebut, diperoleh angka 2,63% untuk

persentase penyimpangan data dari hasil

percobaan dengan hasil hitungan (teoritis).

Sehingga, dapat ditarik kesimpulan bahwa

tidak terdapat perbedaan yang signifikan

antara nilai konstanta peluruhan yang

diperoleh dari hasil percobaan dengan

teoritis.

Sedangkan untuk angka waktu paruh

pada alat peraga illustration board of

radioactive decay, diperoleh angka 182,41 –

187,34 s. Angka tersebut dapat dihitung

dengan menggunakan persamaan 𝑡12⁄ =

ln 2

𝜆,

dimana nilai konstanta peluruhannya (λ)

didapatkan dari data sebelumnya, yaitu

0,0037 – 0,0038. Jika ditinjau secara teoritis,

diperoleh angka sebesar 181,78 s.

Berdasarkan dua data tersebut, diperoleh

angka 3,06% untuk persentase penyimpangan

data dari hasil percobaan dengan hasil

hitungan (teoritis). Sehingga, dapat ditarik

kesimpulan bahwa tidak terdapat perbedaan

yang signifikan antara nilai waktu paruh yang

diperoleh dari hasil percobaan dengan

teoritis.

Berdasarkan analisis data dan grafik,

dapat ditarik kesimpulan bahwa tidak ada

perbedaan data yang signifikan antara hasil

percobaan dengan teoritis. Sehingga dapat

disimpulan bahwa alat peraga illustration

board of radioactive decay dapat digunakan

untuk mengilustrasikan peristiwa peluruhan

radioaktif dengan metode pengisian dan

pengosongan kapasitor. Selain itu, hal

tersebut juga dikarenakan sejalannya

peristiwa berkurangnya nilai muatan dan arus

listrik yang mengalir dengan peristiwa

peluruhan suatu zat radioatif yaitu massa dan

aktifitas suatu zat radioaktif akan berkurang

seiring berjalannya waktu.

JPF | Volume 7 | Nomor 3 | 316

p - ISSN: 2302-8939

e - ISSN: 2527-4015

V. PENUTUP

Berdasarkan percobaan yang dilakukan,

dapat ditarik kesimpulan bahwa alat

illustration board of radioactive decay dapat

digunakan untuk mengilustrasikan peluruhan

zat radioaktif dengan metode pengisian dan

pengosongan kapasitor dengan persentase

rata-rata untuk penyimpangan data dari nilai

teoritis sebesar 3,60%. Selain itu, didapatkan

nilai 2,63% untuk persentase penyimpangan

data konstanta peluruhan dari nilai teoritis,

dan didapatkan nilai 3,06% untuk persentase

penyimpangan data waktu paruh (𝑡12⁄ ) dari

nilai teoritis. Nilai-nilai tersebut diperoleh

untuk ilustrasi peluruhan dengan kapasitor

bernilai 4700 μF dan resistor 56 kΩ (nilai

terukur, 55,8 kΩ).

Berdasarkan nilai-nilai tersebut dapat

disimpulkan bahwa tidak terdapat perbedaan

yang signifikan antara hasil percobaan

dengan teoritis.

PUSTAKA

[1] Depdiknas. (2004). Kurikulum 2004

SMA Pedoman Khusus Pengembangan

Silabus dan Penilaian. Jakarta: Ditjen

Dikdasmen Depdiknas.

[2] Faisal, W. (2009). Peran Metode

Pertanggalan Radiometris di Bidang

Arkeologi dan Geologi. GANENDRA

Majalah IPTEK Nuklir, 12(2).

[3] Khaerani, N., Azam, M., Firdausi, K.

S., & Soeleman, S. (2007). Penentuan

kandungan unsur krom dalam limbah

tekstil dengan metode analisis

pengaktifan neutron. Berkala Fisika,

10(1), 35-43.

[4] Sasongko, D. P., & Tresna, W. P.

(2010). Identifikasi unsur dan kadar

logam berat pada limbah pewarna batik

dengan metode analisis pengaktifan

neutron. J. Ilmu Pengetahuan dan

Teknologi Telaah, 2(1), 22-27.

[5] Swandi, A., Hidayah, S. N., & Irsan, L.

J. (2015). Pengembangan Media

Pembelajaran Laboratorium Virtual

untuk Mengatasi Miskonsepsi Pada

Materi Fisika Inti di SMAN 1 Binamu,

Jeneponto (Halaman 20 sd 24). Jurnal

Fisika Indonesia, 18(52).